Percobaan Melde.docx

PERCOBAAN MELDE (Laporan Praktikum Fisika)

Oleh: Kelompok VIII Kelas XII MIPA 3 1. Diola Manggoana 2. Kevin Dandy Ganesha Munthe 3. M. Pratama Putra Melindani 4. Rihhadatul ‘Aisy 5. Putri Nabila Chairunnisa Guru Pembimbing: Pak Payudi M.Pd.

SMAN 2 Bandar Lampung 2017/18

i

Kata Pengantar

Alhamdulillahirabbilalamin, banyak nikmat yang Allah berikan, tetapi sedikit sekali yang kita ingat. Segala puji hanya layak untuk Allah atas segala berkat, rahmat, taufik, serta hidayah-Nya yang tiada terkira besarnya, sehingga kami dapat menyelesaikan tugas Laporan Praktikum Percobaan Melde ini.

Dalam pembuatan laporan ini, kami mendapat bantuan dari berbagai pihak, maka pada kesempatan ini kami mengucapkan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada : Pak Payudi M.Pd. ,selaku guru pengampu mata pelajaran fisika, yang telah memberikan kesempatan dan memberi fasilitas sehingga laporan ini dapat selesai dengan lancar, teman-teman yang telah memberikan bantuan materil, sehingga pembuatan makalah ini dapat terselesaikan, serta semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang membantu pembuatan makalah ini. Meskipun kami berharap isi dari laporan praktikum ini bebas dari kekurangan dan kesalahan, namun selalu ada yang kurang. Oleh karena itu, kami mengharapkan kritik dan saran yang membangun agar tugas makalah praktikum kimia ini dapat lebih baik lagi.

Akhir kata semoga laporann ini bisa bermanfaat bagi pembaca pada umumnya dan kami, penulis, pada khususnya. Penulis menyadari bahwa dalam pembuatan makalah ini masih jauh dari sempurna untuk itu penulis menerima saran dan kritik yang bersifat membangun demi perbaikan kearah kesempurnaan. Akhir kata kami sampaikan terimakasih.

Bandar Lampung, 27 September 2017 Penyusun

ii

Daftar Isi

Kata Pengantar ....................................................................................................... ii Daftar Isi ............................................................................................................... iii BAB I: Pendahuluan .............................................................................................. 1 1. 2.

Latar Belakang ...........................................................................................1 Tujuan Percobaan ....................................................................................... 1

BAB II: Landasan Teori ......................................................................................... 3 BAB III: Metode Percobaan ................................................................................... 6 1. 2. 3.

Alat dan Bahan ........................................................................................... 6 Rancangan Percobaan ................................................................................ 7 Langkah Kerja ............................................................................................ 7

BAB IV: Hasil dan Pembahasan ............................................................................ 9 1. 2.

Data Hasil Pengamatan .............................................................................. 9 Pembahasan .............................................................................................. 10

BAB V: Kesimpulan dan Saran ........................................................................... 13 1. 2.

Kesimpulan .............................................................................................. 13 Saran ......................................................................................................... 13

Daftar Pustaka ...................................................................................................... 15 Lampiran .............................................................................................................. 16 1. 2.

Analisis Data (perhitungan-perhitungan) ................................................. 16 Dokumentasi (poto-poto kegiatan praktikum) ......................................... 25

iii

BAB I PENDAHULUAN

1. Latar Belakang Hukum Melde mempelajari tentang besaran-besaran yang mempengaruhi cepat rambat gelombang transversal pada tali. Melalui percobaannya (lakukan kegiatan 1.1), Melde menemukan bahwa cepat rambat gelombang pada dawai sebanding dengan akar gaya tegangan tali dan berbanding terbalik dengan akar massa persatuan panjang dawai. Apabila vibrator dihidupkan maka tali akan bergetar sehingga pada tali akan merambat gelombang transversal. Kemudian vibrator digeser menjauhi atau mendekati katrol secara perlahan-lahan sehingga pada tali timbul gelombang stasioner. Setelah terbentuk gelombang stasioner, kita dapat mengukur panjang gelombang yang terjadi ( Orang yang pertama kali melakukan percobaan mengukur cepat rambat gelombang adalah Melde, sehingga percobaan seperti di atas dikenal dengan sebutan Percobaan Melde. Setelah melakukan praktikum ini mahasiswa diharapkan mampu menjelaskan dan memahami apa yang dimaksud dengan gelombang stasioner serta mampu mengukur panjang gelombang dan menentukan cepat rambat gelombang pada tali.

2. Tujuan Siswa dapat menunjukan gelombang transversal stasioner pada tali Siswa dapat menentukan hubungan cepat rambat gelombang(v) dengan gaya tegangan tali (F) Siswa dapat menentukan hubungan cepat rambat gelombang(v) dengan massa per satuan panjang tali

1

Siswa dapat menentukan cepat rambat gelombong(v) pada tali

2

BAB II LANDASAN TEORI

Superposisi antara gelombang datang trasnversal dan gelombang pantul tranversal oleh amplitudonya berubah-ubah. Titik-titik di mana amplitudonya maksimum disebut perut dan titik-titik di mana amplitudonya nol disebut simpul. Sehingga gelombang stasioner transversal pada senar terdiri dari sejumlah simpul dan perut. Untuk menentukan cepat rambat gelombang transversal dalam dawai dapat diamati dengan percobaan Melde yang menggunakan peralatan yang disebut dengan sonometer. Hasil percobaan Melde memberikan kesimpulan: “Cepat rambat gelombang transversal dalam dawai adalah sebanding dengan akar kuadrat gaya tegangan dawai (v ∞ √𝐹) dan berbanding terbalik dengan akar kuadrat massa per satuan panjang dawai (v ∞

1 √𝜇

). 𝐹

Secara matematis dirumuskan sebagai: v = √𝜇 dengan 𝜇 =

𝑚 𝐿

Konsep Fisis Getaran yang terjadi pada suatu benda disebabkan oleh adanya gangguan yang diberikan pada benda tersebut. Getaran bandul dan getaran benda pada pegas, gangguan tersebut disebabkan oleh adanya gaya luar (menggerakan bandul atau benda pada pegas).Sebenarnya terdapat banyak contoh getaran yang dapat kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari. a.

Garputala bergetar ketika kita memberikan gangguan dengan cara memukul garputala tersebut.

b.

Kendaraan akan bergetar ketika mesinnya dinyalakan, dalam hal ini kendaraan tersebut diberi gangguan.

c.

Suara yang kita ucapkan tidak akan terdengar apabila pita suara kita tidak bergetar.

3

d.

Seindah apapun alunan musik, jika loudspeaker yang berfungsi sebagai sumber bunyi dan gendang telinga kita sebagai penerima tidak bergetar, maka dapat dipastikan kita tidak akan pernah mendengar musik tersebut.

e.

Ketika kita melempar batu ke dalam genangan air yang tenang, gangguan yang kita berikan menyebabkan partikel air bergetar alias berosilasi terhadap titik setimbangnya. Perambatan getaran pada air menyebabkan adanya gelombang pada genangan air tadi.

f.

Jika kita menggetarkan ujung tali yang terentang maka gelombang akan merambat sepanjang tali tersebut. Gelombang tali dan gelombang air adalah dua contoh umum gelombang yang dengan mudah kita saksikan dalam kehidupan sehari-hari.

Gelombang adalah getaran yang merambat. Di dalam perambatannya tidak diikuti oleh berpindahnya partikel-partikel perantaranya. Pada hakekatnya gelombang merupakan rambatan energi (energi getaran).Periode gelombang (T) adalah waktu yang diperlukan oleh gelombang untukmenempuh satu panjang gelombang penuh. Panjang gelombang (λ) adalah jarak yangditempuh dalam waktu satu periode. Frekuensi gelombang adalah banyaknyagelombang yang terjadi tiap satuan waktu. Cepat rambat gelombang (v) adalah jarakyang ditempuh gelombang tiap satuan waktu.Jadi dapat dirumuskan bahwa: V = λ f, dimana: v = laju rambat gelombang [m/s] λ = panjang gelombang [m] f = frekuensi [Hz]

Hukum MELDE Bila seutas tali dengan tegangan tertentu digetarkan secara terus menerus maka akan terlihat suatu bentuk gelombang yang arah getarnya tegak lurus dengan arah rambat gelombang. Gelombang ini dinamakan gelombang transversal. Jika kedua ujungnya tertutup, gelombang pada tali itu akan terpantulpantul dan dapat menghasilkan gelombang stasioner yang tampak berupa simpul dan perut gelombang.

4

Melde merumuskan bahwa :

Dimana : v = cepat rambat gelombang (m/s) F = gaya ketegangan tali (N) μ = rapat massa linier tali (massa tali/panjang tali) (kg/m)

5

BAB III METODE PERCOBAAN

1. Alat dan Bahan Alat:

Kabel sambungan listrik

Timbangan/neraca

Katrol

Sumber tegangan

6

Mistar & Meja

Vibrator

Bahan:

Tali

Beban

2. Rancangan Percobaan

3. Langkah Kerja Percobaan I (Variasi massa beban) a. Ukurlah panjang dan massa tali. b. Timbanglah massa beban yang dipakai.

7

c. Rangkailah alat-alat seperti gambar di atas. d. Catatlah frekuensi getar yang dipakai. e. Hidupkan vibrator dengan menghubungkan dengan sumber tegangan. f. Mengatur sumber getar agar pada tali terbentuk pola interferensi. g. Ukurlah panjang gelombang yang terjadi. h. Catatlah semua data yang diperoleh pada data hasil pengamatan. i. Ulangi langkah b s.d. g dengan memvariasi massa beban sebanyak 5 kali.

Percobaan II (Variasi jenis tali) a. Timbanglah massa beban yang dipakai. b. Ukurlah panjang dan massa tali. c. Rangkailah alat-alat seperti gambar di atas. d. Catatlah frekuensi getaran yang dipakai. e. Hidupkan vibrator dengan menghubungkan dengan sumber tegangan. f. Mengatur sumber getar agar pada tali terbentuk pola interferensi. g. Ukurlah panjang gelombang yang terjadi. h. Catatlah semua data yang diperoleh pada data hasil pengamatan. i. Ulangi langkah b s.d. g dengan memvariasi jenis tali sebanyak 5 kali.

8

BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN

1. Data Hasil Pengamatan Percobaan I (Variasi masa beban) Massa tali = 0,2 x 10−3 kg

Panjang tali = 2 m  (Kg/m)

No

mbeban (kg)

F (N)

1

5,2 x 10-2

5,2 x 10-1

2

6,2 x 10-2

6,2 x 10-1

3

8,2 x 10-2

8,2 x 10-1

4

9,2 x 10-2

9,2 x 10-1

5

1,02 x 10-1

1,02

1 x 10-4

 (m)

VMelde (m/s)

V = .f (m/s)

V2Melde (m2/s2)

1,34

72,1

67

5.198,4

1,44

78,7

72

6.193,7

90,5

76

8.190,25

1,65

95,9

82,5

9.196,81

1,7

101

85

10.201

 = 438,2

 = 382,5

VMelde (m/s)

V = .f (m/s)

1,52

f (Hz)

50

Percobaan II (Variasi jenis tali) Massa beban = 5,2 x 10-2 Kg No

F (N)

1

Mtali (kg)

ltali

 (Kg/m)

 (m)

1,9 x 10-

1,9

1 x 10-4

1,36

72,1

68

5.198,4

1,8

1 x 10-4

1,35

72,1

67,5

5.198,4

1,7

1 x 10-4

1,384

72,1

69,2

5.198,4

8,9 x 10-5

1,32

76,4

66

5.836,96

8,1 x 10-5

1,34

80,1

67

6.416,01

 = 372,8

 = 337,7

f (Hz)

V2Melde (m2/s2)

4

1,8 x 10-

2

4

3

5,2 x 10- 1,7 x 101

4

50

4

1,4 x 10- 1,58 4

5

1,2 x 10- 1,48 4

9

2. Pembahasan a. Jelaskan bagaimana terjadinya gelombang transversal stasioner pada tali ! Jawab : gelombang stasioner transversal pada tali dapat terjadi karena superposisi antara gelombang datang transversal dan gelombang pantul transversal oleh ujung tetap dari seutas tali menghasilkan gelombang, yang amplitudonya berubah-ubah. Titik-titik di mana amplitudonya maksimum disebut perut dan titik-titik di mana amplitudonya nol disebut simpul. Sehingga gelombang stasioner transversal pada senar terdiri dari sejumlah simpul dan perut.

b. Dengan menggunakan Ms. Excel dan berdasarkan percobaan I, buatlah garfik hubungan antara kuadrat cepat rambat gelombang (V2) dengan gaya tegangan tali (F) ! Jawab : V2Melde (m2/s2) 11,000.00 10,201

10,000.00 9,196.81

9,000.00 8,190.25

8,000.00 7,000.00 6,193.70

6,000.00 5,000.00

5,198.40 0.52

0.62

0.82

0.92

1.02

Dari grafik di atas meununjukkan bahwa semakin besar tegangan tali (F) akan memperbesar juga V2meldenya karena berbanding lurus antara Vmelde dengan F (Vmelde ~ √F) 10

F

c. Dengan menggunakan Ms. Excel dan berdasarkan percobaan II, buatlah grafik hubungan antara kuadrat cepat rambat gelombang (V2) dengan massa per satuan panjang tali () ! Jawab : V2Melde (m2/s2) 6,800.00 6,600.00 6,416.01

6,400.00 6,200.00 6,000.00 5,836.96

5,800.00 5,600.00 5,400.00

5,200.00

5,198.40

5,198.40

5,198.40

5,000.00 1 x 10-4

1 x 10-4

1 x 10-4

8,9 x 10-5

8,1 x 10-5

Dari grafik di atas menunjukkan bahwa semakin kecil massa per satuan panjang tali () maka kuadrat cepat rambat gelombang (V2Melde) makin besar karena VMelde dengan  berbanding terbalik ( V~

1 √

)

d. Bandingkan cepat rambat gelombang yang dihasilkan dengan percobaan Melde dan cepat rambat gelombang dengan menggunakan rumus v = .f ! Berapa persenkah tingkat kesalahan masing-masing percobaan yang anda lakukan ? Jawab : Percobaan I (Variasi masa beban) % kesalahan =

V melde−V V melde Vmelde

Rata-rata Vmelde = banyaknya data Rata-rata Vmelde =

438,2 5

11

 (Kg/

Rata-rata Vmelde = 87,64 m/s V

Rata-rata V = banyaknya data Rata-rata V =

382,5 5

Rata-rata V = 76,5 m/s % kesalahan = % kesalahan =

𝐕 𝐦𝐞𝐥𝐝𝐞−𝐕 𝐕 𝐦𝐞𝐥𝐝𝐞

87,64−76,5 87,64

x 100%

x 100%

11,14

% kesalahan = 87,64 x 100% % kesalahan = 0,127 x 100% % kesalahan = 12,7%

Percobaan II (Variasi jenis tali) % kesalahan =

V melde−V V melde Vmelde

Rata-rata Vmelde = banyaknya data Rata-rata Vmelde =

372,8 5

Rata-rata Vmelde = 74,56 m/s V

Rata-rata V = banyaknya data Rata-rata V =

337,7 5

Rata-rata V = 67,54 m/s % kesalahan = % kesalahan =

𝐕 𝐦𝐞𝐥𝐝𝐞−𝐕 𝐕 𝐦𝐞𝐥𝐝𝐞

74,56−67,54 74,56

x 100%

x 100%

7,02

% kesalahan = 74,56 x 100% % kesalahan = 0,094 x 100% % kesalahan = 9,4%

12

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 1. Kesimpulan Dalam percobaan Melde, dapat disimpulkan bahwa : a.

Jika seutas tali digetarkan secara terus menerus, maka akan menimbulkan

gelombang transversal pada tali. Jika kedua ujung tali tertutup, maka gelombang transversal itu akan bersifat stasioner atau diam. b.

Semakin besar gaya ketegangan tali (F), maka semakin besar pula cepat

rambat gelombang (v). Cepat rambat gelombang (v) berbanding lurus dengan akar kuadrat gaya ketegangan tali (F). c.

Semakin besar rapat massa linier tali (µ), semakin kecil cepat rambat

gelombang (v). Cepat rambat gelombang (v) berbanding terbalik dengan akar kuadrat rapat massa linier tali (µ). d.

Cepat rambat gelombang secara sinusoidal dapat ditentukan dengan

persamaan : v=λf e.

Cepat rambat gelombang secara sinusoidal dapat ditentukan dengan

persamaan Melde yaitu : f.

Kesalahan yang terjadi pada praktikum ini dapat terjadi karena kesalahan

pembacaan alat dan keterbatasan kemampuan dalam menggunakan alat.

2. Saran a. Salah satu cara untuk meningkatkan profesionalitas guru adalah dengan membuat alat peraga sederhana yang memberikan keberhasilan luas pada suatu pembelajaran. b. Untuk implementasinya, maka eksistensi Gugus Sekolah dan manajemennya menjadi pilihan yang strategis bagi pengadaan dan pengembangan alat

13

peraga/media pendidikan. c. Kritik dan saran dari pembaca sangat diharapkan demi kesempurnaan penulisan makalah di kemudian hari.

14

Daftar Pustaka

http://www.slideshare.net/ammamargie/modul-praktikum-gelombang-2013-1 http://labipaman2pwt.blogspot.com/2011/01/fisika-2011-gelombang-stasionerpada.html http://cintams.blogspot.co.id/2014/12/percobaan-melde.html http://materi4fisika.blogspot.co.id/2015/05/laporan-praktikum-percobaanmelde.html?m=1

15

LAMPIRAN

1. Analisis Data Percobaan I (Variasi masa beban)  Mencari F 1) Data 1 F = m. g F = 5,2 x 10-2.10 F = 5,2 x 10-1 N 2) Data 2 F = m. g F = 6,2 x 10-2.10 F = 6,2 x 10-1 N 3) Data 3 F = m. g F = 8,2 x 10-2.10 F = 8,2 x 10-1 N 4) Data 4 F = m. g F = 9,2 x 10-2.10 F = 9,2 x 10-1 N 5) Data 5 F = m. g F = 1,02 x 10-2.10 F = 1,02N 

Mencari  1) Data 1 m = L =

0,2 x 10−3 2

 = 0,1 x 10-3 Kg/m 2) Data 2 m = L

16

0,2 x 10−3 = 2  = 0,1 x 10-3 Kg/m 3) Data 3 m = L 0,2 x 10−3 = 2  = 0,1 x 10-3 Kg/m 4) Data 4 m = L 0,2 x 10−3 = 2  = 0,1 x 10-3 Kg/m 5) Data 5 m = L 0,2 x 10−3 = 2  = 0,1 x 10-3 Kg/m



Mencari Vmelde 1) Data 1 F V= √  5,2 x 10−1 √ V= 1 x 10−4 V = √5200

17

V = 72,1 m/s 2) Data 2 F V= √  6,2 x 10−1 V= √ 1 x 10−4 V = √6200 V = 78,7 m/s 3) Data 3 F V= √  8,2 x 10−1 V= √ 1 x 10−4 V = √8200 V = 90,5 m/s 4) Data 4 F V= √  9,2 x 10−1 V= √ 1 x 10−4 V = √9200 V = 95,9 m/s 5) Data 5 F V= √  1,02 V= √ 1 x 10−4 V = √10200 V = 100,99 m/s V = 101 m/s



Mencari V = .f 18

1) Data 1 V = . f V = 1,34 x 50 V = 67 m/s 2) Data 2 V = . f V = 1,44 x 50 V = 72 m/s 3) Data 3 V = . f V = 1,52 x 50 V = 76 m/s 4) Data 4 V = . f V = 1,65 x 50 V = 82,5 m/s 5) Data 5 V = . f V = 1,7 x 50 V = 85 m/s 

Mencari V2 melde 1) Data 1 (V2melde data 1) V2melde = 72,12 V2melde = 5.198,4 m2/s2 2) Data 2 (V2melde data 2) V2melde = 78,72 V2melde = 6.193,69 m2/s2 V2melde = 6.193,7 m2/s2 3) Data 3 (V2melde data 3) V2melde = 90,52 V2melde = 8.190,25 m2/s2 4) Data 4 (V2melde data 4) 19

V2melde = 95,92 V2melde = 9.196,81 m2/s2 5) Data 5 (V2melde data 5) V2melde = 1012 V2melde = 10.201 m2/s2 

Mencari Total Vmelde Vmelde total = Vmelde data 1 + Vmelde data 2 + Vmelde data 3 + Vmelde data 4 + Vmelde data 5 Vmelde total = 72,1 m/s + 78,7 m/s + 90,5 m/s + 95,9 m/s + 101 m/s Vmelde total = 438,2 m/s



Mencari Total V = .f V total = V data 1 + V data 2 + V data 3 + V data 4 + V data 5 V total = 67 m/s + 72 m/s + 76 m/s + 82,5 m/s + 85 m/s V total = 382,5 m/s

Percobaan II (Variasi jenis tali)  Mencari F 1) Data 1 F = m. g F = 5,2 x 10-2.10 F = 5,2 x 10-1 N 2) Data 2 F = m. g F = 5,2 x 10-2.10 F = 5,2 x 10-1 N 3) Data 3 F = m. g F = 5,2 x 10-2.10 F = 5,2 x 10-1 N 4) Data 4 F = m. g F = 5,2 x 10-2.10 F = 5,2 x 10-1 N 5) Data 5 F = m. g

20

F = 5,2 x 10-2.10 F = 5,2 x 10-1 N



Mencari  1) Data 1 m = L =

1,9 x 10−4 1,9

 = 1 x 10-4 Kg/m 2) Data 2 m = L =

1,8 x 10−4 1,8

 = 1 x 10-4 Kg/m 3) Data 3 m = L 1,7 x 10−4 = 1,7  = 1 x 10-4 Kg/m 4) Data 4 m = L =

1,4 x 10−4 1,58

 = 8,86 x 10-5 Kg/m  = 8,9 x 10-5 Kg/m 5) Data 5 m = L 21

1,2 x 10−4 = 1,48  = 8,1 x 10-5 Kg/m 

Mencari Vmelde 1) Data 1 F V= √  5,2 x 10−1 V= √ 1 x 10−4 V = √5200 V = 72,1 m/s 2) Data 2 F V= √  5,2 x 10−1 √ V= 1 x 10−4 V = √5200 V = 72,1 m/s 3) Data 3 F V= √  5,2 x 10−1 V= √ 1 x 10−4 V = √5200 V = 72,1 m/s 4) Data 4 F V= √  5,2 x 10−1 V= √ 8,9 x 10−5

22

V = √5.842,69 V = 76,4 m/s 5) Data 5 F V= √  5,2 x 10−1 √ V= 8,1 x 10−5 V = √6.419,75 V = 80,1 m/s



Mencari V = .f 1) Data 1 V = . f V = 1,36 x 50 V = 68 m/s 2) Data 2 V = . f V = 1,35 x 50 V = 67,5 m/s 3) Data 3 V = . f V = 1,384 x 50 V = 69,2 m/s 4) Data 4 V = . f V = 1,32 x 50 V = 66 m/s 5) Data 5 V = . f V = 1,34 x 50 V = 67 m/s



Mencari V2melde 1) Data 1

23

(Vmelde data 1)2 V2melde = 72,12 V2melde = 5.198,4 m2/s2 2) Data 2 (Vmelde data 2)2 V2melde = 72,12 V2melde = 5.198,4 m2/s2 3) Data 3 (Vmelde data 3)2 V2melde = 72,12 V2melde = 5.198,4 m2/s2 4) Data 4 (Vmelde data 4)2 V2melde = 76,42 V2melde = 5.836,9 m2/s2 5) Data 5 (Vmelde data 5)2 V2melde = 80,12 V2melde = 6.416,01 m2/s2



Mencari Total Vmelde Vmelde total = Vmelde data 1 + Vmelde data 2 + Vmelde data 3 + Vmelde data 4 + Vmelde data 5 Vmelde total = 72,1 m/s + 72,1 m/s + 72,1 m/s + 76,4 m/s + 80,1 m/s Vmelde total = 372,8 m/s



Mencari Total V = .f V total = V data 1 + V data 2 + V data 3 + V data 4 + V data 5 V total = 68 m/s + 67,5 m/s + 69,2 m/s + 66 m/s + 67 m/s V total = 337,7 m/s

24

2. Dokumentasi

Menggunting tali yang telah diukur

Menghitung massa tali

25

Menghitung massa tali

26

Menghitung massa beban

Mengukur panjang gelombang ()

27